TWI700177B - 層壓外裝材 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種層壓外裝材，其特徵係，於金屬箔11之第一面介由第一接著劑層12與耐熱樹脂層13貼合，於第二面介由第二接著劑14與熱融著性樹脂層15貼合，前述耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15之中至少一者設有切割該樹脂層13、15所形成之切取線20、22所圍繞之易剝離部21、23，進一步，以保護層101、102被覆具有前述易剝離部21、23之樹脂層13、15；且前述保護層101、102與樹脂層13、15之接著力f3、及前述易剝離部21、23以外之樹脂層13、15與金屬箔11之接著力f2，係滿足f2>f3之關係。
Description
本發明係關於用於蓄電裝置之外裝體、食品或醫藥品之包裝材之層壓外裝材及其相關技術。
又，本發明中「接著力」之詞，係用於意指除了藉由接著劑等之接著力以外，亦包含藉由融著之接著力或黏著劑之黏著力者。
近年來，伴隨智慧型手機或平板電腦終端等攜帶機器之薄型輕量化，作為此等設備所搭載之鋰離子蓄電池或鋰聚合物蓄電池之外裝材，目前正使用在金屬箔之兩面貼合樹脂薄膜的層壓材，來取代傳統之金屬罐。此外，亦正研究即使在電動車之電源或蓄電用大型電池或電容器上，亦可使用之層壓材作為其外裝材。
一般而言，層壓外裝材與金屬罐相比，雖較薄、較輕量，且較容易進行成形及密封，但作為電池外殼使用時，由於金屬面並未露出於外部，其無法如乾電池一般，將外裝體直接作為導體使用。因此，係從殼內將進行絕緣處理後之正極端子及負極端子抽出，並藉由焊接等連接，且多係使用黏著膠帶等將電池本體固定於基板或機殼上。此外，電池外殼以外之用途中，也希望使果醬或調理完成之食品接觸發熱體而有效加溫，及
可藉由焦耳加熱而殺菌之容器包裝上有金屬面之露出。
由於層壓外裝材係在層之中心使用金屬箔，因此若可藉由去除外側之樹脂層而使金屬箔露出，則有將此做為導體或焊接部等利用之可能性。
去除不切入層壓外裝材之金屬箔而只切除樹脂層之技術，在將食品或醫療器具包裝為密封狀態之包裝袋中，有(前案揭露)對於樹脂層使用雷射加工或金屬刀而機械加工地置入切口，從而得到單手即可開封之易開封包裝袋(參照專利文獻1)。
【專利文獻1】國際公開WO2009/090930號公報
專利文獻1係將層壓外裝材之斷面方向切斷而開封包裝袋之技術，無法適用於去除樹脂層而使金屬箔露出。即使以雷射照射樹脂層也僅會形成線狀切口，無法達到面狀去除樹脂層而使可焊接之面積的金屬箔露出。此外，雷射來回照射以確保不殘留樹脂而使面狀燒斷樹脂層也相當費時費力。
此外，需要金屬箔露出部係在使用產品時，以層壓外裝材製
作外殼之步驟或產品之運輸時並不需要。由於外殼之外面側之樹脂層具有金屬箔之保護功能，未覆蓋樹脂層之金屬露出部容易受損，於不必要時露出金屬箔並非良好的狀態。
本發明鑒於前述之技術背景，目的在於提供一種層壓外裝材，其係於金屬箔之兩面貼合樹脂層，樹脂層之一部份能輕易去除，且於去除前可保護表面。
亦即，本發明係具有下述〔1〕~〔7〕所記載之構成。
〔1〕一種層壓外裝材，其特徵係，於金屬箔之第一面介由第一接著劑層與耐熱樹脂層貼合，於第二面介在第二接著劑與熱融著性樹脂層貼合，前述耐熱性樹脂層及熱融著性樹脂層之中至少一者設有切割該樹脂層所形成之切取線所圍繞之易剝離部，進一步，以保護層被覆具有前述易剝離部之樹脂層；且前述保護層與樹脂層之接著力f3、及前述易剝離部以外之樹脂層與金屬箔之接著力f2，係滿足f2>f3之關係。
〔2〕前項1所記載之層壓外裝材，其中，前述保護層與樹脂層之接著力f3、前述易剝離部以外之樹脂層與金屬箔之接著力f2、及前述易剝離部與金屬箔之接著力f1，係滿足f2>f3>f1之關係。
〔3〕前項2所記載之層壓外裝材，其中，具有前述易剝離部之樹脂層與金屬箔之間之接著劑層中，於前述易剝離部之正下方係設置未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部。
〔4〕前項2所記載之層壓外裝材，其中，前述金屬箔之具有前述易剝離部之樹脂層側之面中，前述易剝離部之正下方係配置有遮蔽材，且該遮蔽材上形成接著劑層。
〔5〕前項1~4中任一項所記載之層壓外裝材，其中，至少於熱融著性樹脂層側之面具有易剝離部及保護層。
〔6〕前項5所記載之層壓外裝材，其中，具有前述熱融著性樹脂層作為內側之壓紋部，且於前述壓紋部之內部具有易剝離部。
〔7〕一種蓄電裝置，其特徵係具備：電池要素，具有正極要素、負極要素、及配置於此等間之隔板；及外裝體，係金屬箔之第一面貼合耐熱性樹脂層且第二面貼合熱融著性樹脂層之2個層壓外裝材以熱融著性樹脂層為內側相對，此等之間收納前述電池要素之電池要素室為藉由前述熱融著性樹脂層融著而密封所形成；且前述層壓外裝材，係面向前項1~4中任一項所記載之層壓外裝材之電池要素室內之保護層及易剝離部被去除，而設置於外裝體外面之保護層及易剝離部未去除並殘存之外裝材；前述電池要素室內中，個別之層壓外裝材之金屬箔與正極要素及負極要素導通。
根據上述〔1〕所記載之層壓外裝材，保護層，係保護藉由樹脂層及易剝離部的去除而成為金屬箔之金屬箔露出部之部分，且防止從樹脂層上形成之切取線之氣體及液體之侵入。因前述保護層與樹脂層之接
著力f3、及前述易剝離部以外之樹脂層與金屬箔之接著力f2，係滿足f2>f3之關係，拉伸保護層則保護層與樹脂層之間剝離，因此能輕易去除保護層。此外，藉由樹脂層上形成之切取線能輕易去除易剝離部。接著，藉由保護層及易剝離部之去除可形成金屬箔露出部。
前述〔2〕所記載之層壓外裝材，係前述保護層與樹脂層之接著力f3、前述易剝離部以外之樹脂層與金屬箔之接著力f2，及前述易剝離部與金屬箔之接著力f1，係滿足f2>f3>f1之關係，因此拉伸保護層則易剝離部以外區域係保護層與樹脂層間剝離，易剝離部係易剝離部與金屬箔之間剝離，故易剝離部可連同保護層去除。
前述〔3〕所記載之層壓外裝材，係前述易剝離部之正下方為接著劑未塗佈部，藉由易剝離部與金屬箔未接著，而滿足f2>f3>f1之關係。
前述〔4〕所記載之層壓外裝材，係藉由前述易剝離部之正下方配置遮蔽材，以減弱易剝離部與金屬箔之接著力，而滿足f2>f3>f1之關係。
前述〔5〕所記載之層壓外裝材，係熱融著性樹脂層側具有用於形成金屬箔露出部之易剝離部，因此適合作為使電池要素室內之電池要素與金屬箔導通之蓄電裝置之外裝體材料。
前述〔6〕所記載之層壓外裝材，係具有前述熱融著性樹脂層作為內側之壓紋部，且於前述壓紋部之內側具有用於形成金屬箔露出部之易剝離部，因此適合作為使電池要素室內之電池要素與金屬箔導通之蓄電裝置之外裝體材料。
前述〔7〕所記載之蓄電裝置，係外裝體之外面以保護層覆蓋，因此保護藉由樹脂層及易剝離部之去除而成為金屬箔之金屬箔露出部之部分。此外，藉由去除前述保護層及易剝離部，可形成進行電交換之金屬箔露出部。
1、3‧‧‧層壓外裝材
4、5‧‧‧蓄電裝置
11‧‧‧金屬箔
12‧‧‧第一接著劑層
12a、14a‧‧‧接著劑未塗佈部
13‧‧‧耐熱性樹脂層
14‧‧‧第二接著劑層
15‧‧‧熱融著性樹脂層
20、22‧‧‧切取線
21、23‧‧‧易剝離部
24、25‧‧‧金屬箔露出部
26‧‧‧遮蔽材
30、31‧‧‧外裝體
41‧‧‧凹部(壓紋部)
43、80‧‧‧第一內側導通部(金屬箔露出部)
44、81‧‧‧第一外側導通部(金屬箔露出部)
51、82‧‧‧第二內側導通部(金屬箔露出部)
52、83‧‧‧第二外側導通部(金屬箔露出部)
60、62‧‧‧電池要素室
61、63‧‧‧熱密封部
70‧‧‧電極體(電池要素)
71‧‧‧正極箔(正極要素)
72‧‧‧負極箔(負極要素)
73‧‧‧隔板
76‧‧‧正極活性物質部(正極要素)
77‧‧‧負極活性物質部(負極要素)
101‧‧‧保護層
102‧‧‧保護層
【圖1A】本發明之層壓外裝材之一實施型態之平面圖。
【圖1B】圖1A之層壓外裝材之底面圖。
【圖1C】圖1A之1C-1C線斷面視圖。
【圖2】表示去除圖1A之層壓外裝材之保護層及易剝離部之狀態之斷面圖。
【圖3】本發明之層壓外裝材之其他實施型態之斷面圖。
【圖4】表示去除圖3之層壓外裝材之保護層及易剝離部之狀態之斷面圖。
【圖5】使用圖1A之層壓外裝材之蓄電裝置之斷面圖。
【圖6】使用圖1A之層壓外裝材之其他蓄電裝置之斷面圖。
圖1A~1C及圖3表示本發明之層壓外裝材之2個實施
型態。
以下之說明中，賦予同一符號之部材係代表同一物或同等物，而省略重複之說明。
(第一層壓外裝材)
如圖1A~1C所示，前述層壓外裝材1，係於金屬箔11之第一面介由第一接著劑層12貼合作為外側層之耐熱樹性脂層13，於前述金屬層11之第二面介由第二接著劑14貼合作為內側層之熱融著性樹脂層15，進一步以黏著性之保護層101、102覆蓋耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15之層材。
於前述耐熱性樹脂層13側之面之端部附近，設置以切取線20所圍繞之細長之長方形之易剝離部21，從前述熱融著性樹脂層15側之面之中央與前述易剝離部21對向之靠近邊側之位置，設置以切取線22圍繞之長方形之易剝離部23。前述切取線20、22，係個別貫通耐熱樹性脂層13及熱融著性樹脂層15之切縫以點狀連接之孔狀接線。雖前述易剝離部21、23係藉由切取線20、22斷續地連接著耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15，而孔狀接線之切斷部作為開端可輕易地切離。
前述第一接著劑層12中，前述易剝離部21之正下方設置未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部12a。相同地，前述第二接著劑層14，前述易剝離部23之正下方設置未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部14a。因此，前述易剝離部21、23未接著於金屬箔11，易剝離部21、23對於金屬箔11之接著力為0。
前述保護層101係覆蓋含有易剝離部21之耐熱性樹脂層13之全區域，藉由其接著力密著於耐熱性樹脂層13。相同地，前述保護層102係覆蓋含有易剝離部23之熱融著性樹脂層15之全區域，藉由其接著力密著於熱融著性樹脂層15。
前述層壓外裝材1中各部分之接著力之強弱關係如同以下所設定。( )內之記號對應本發明之請求項所記載之符號。
耐熱性樹脂層13側：F2>F3>F1=0
熱融著性樹脂層15側：F12>F13>F11=0
前述式中，
F1(f1)：易剝離部21與金屬箔11之接著力(=0)
F2(f2)：第一接著劑層12之易剝離部21以外之耐熱性樹脂層13與金屬箔11之接著力
F3(f3)：保護層101與耐熱性樹脂層13之接著力
F11(f1)：易剝離部23與金屬箔11之接著力(=0)
F12(f2)：第二接著劑層14之易剝離部23以外之熱融著性樹脂層15與金屬箔11之接著力
F13(f3)：保護層102與熱融著性樹脂層15之接著力
前述之條件中，若拉伸前述保護層101，則易剝離部21以外之區域因F2>F3而接著力弱的保護層101與耐熱性樹脂層13之間剝離，易剝離部21因F3>F1=0而未接著之易剝離部21(耐熱性樹脂層13之一部分)從金屬箔11離開。接著，易剝離部21係接著於保護層101之狀態被拉伸並藉由切取線20切斷，連同保護層10
1去除。相同地，若拉伸前述保護層102，則易剝離部23以外之區域因F12>F13而接著力弱的保護層102與熱融著性樹脂層15之間剝離，易剝離部23因F13>F11=0而未接著之易剝離部23(熱融著性樹脂層15之一部分)從金屬箔11離開。接著，易剝離部23係接著於保護層102之狀態被拉伸並藉由切取線22切斷，連同保護層102去除。其結果，如圖2所示，前述保護層101、102及易剝離部21、23被去除，形成露出金屬箔11之金屬箔露出部24、25，製作保護層去除完成之層壓外裝材2。
(第二層壓外裝材)
圖3所示之層壓外裝材3，係易剝離部21、23之正下方之部分中，於金屬箔11上配置遮蔽材26，包含遮蔽材26上之全面以第一接著劑層12及第二接著劑層14積層，貼合耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15。此外，耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15係個別覆蓋保護層101、102。亦即，耐熱性樹脂層13側之具有易剝離部21之區域係積層：金屬箔11、遮蔽材26、第一接著劑層12、耐熱性樹脂層13、保護層101，同樣地熱融著性樹脂層15之具有易剝離部23之區域係積層：金屬箔11、遮蔽材26、第二接著劑層14、熱融著性樹脂層15、保護層102。前述遮蔽材26係對於金屬箔11以無接著性或接著性極低之材料所構成之片材，並減弱易剝離部21、23與金屬箔11之接著力。此外，前述遮蔽材26與耐熱性樹脂層13或熱融著性樹脂層15藉由第一接著劑層12或第二接著劑層14接著。前述第一接著劑層12之遮蔽材26與耐熱性樹脂層13之接著力、第二接
著劑層14之遮蔽材26與熱融著性樹脂層15之接著力，任一者皆比遮蔽材26與金屬箔11之接著力強。
前述層壓外裝材3中各部之接著力之強弱關係如以下之設定。( )內之記號係對應本發明之申請專利範圍所記載之符號。
耐熱性樹脂層13側：F2>F3>F1
熱融著性樹脂層15側：F12>F13>F11
上述式中，
F1(f1)：易剝離部21與金屬箔11之接著力
F2(f2)：第一接著劑層12之易剝離部21以外之耐熱性樹脂層13與金屬箔11之接著力
F3(f3)：保護層101與耐熱性樹脂層13之接著力
F11(f1)：易剝離部23與金屬箔11之接著力(=0)
F12(f2)：第二接著劑層14之易剝離部23以外之熱融著性樹脂層15與金屬箔11之接著力
F13(f3)：保護層102與熱融著性樹脂層15之接著力
上述條件中，若拉伸前述保護層101，則易剝離部21以外之區域因F2>F3而接著力弱的保護層101與耐熱性樹脂層13之間剝離，易剝離部21因F3>F1而金屬箔11與遮蔽材26之間剝離。接著，若易剝離部21為接著保護層101之狀態下被拉伸並藉由切取線20切斷，則易剝離部21及藉由第一接著劑層12接著於易剝離部21之遮蔽材26連同保護層101去除。相同地，若拉伸前述保護層102，則易剝離部23以外之區域因F12>F13而接著力弱的保護層
102與熱融著性樹脂層15之間剝離，易剝離部23因F13>F11而金屬箔11與遮蔽材26之間剝離。接著，若易剝離部23為接著於保護層102之狀態下被拉伸並藉由切取線22切斷，則易剝離部23及藉由第二接著劑層14接著於易剝離部23之遮蔽材26連同保護層102去除。其結果，如圖4所示，前述保護層101、102及易剝離部21、23被去除，形成露出金屬箔11之金屬箔露出部24、25，製作保護層去除完成之層壓外裝材2。
本發明之層壓外裝材中，保護層及樹脂層之接著力f3、前述易剝離部及金屬箔之接著力f1，滿足f3>f1之關係並非必須要件，但滿足前述條件時，剝去保護層時，藉由易剝離部及金屬箔之間剝離，易剝離部接著於保護層之狀態下可同時去除保護層。未滿足前述條件時，保護層從易剝離部剝去而易剝離部殘留於樹脂層，殘留於樹脂層之易剝離部可藉由以鑷子等夾拉而去除。此外，因易剝離部為最終去除之部分，於易剝離部部分地增強保護層對於樹脂層之接著力，可確實地接著於保護層而被去除。
層壓外裝材中，耐熱性樹脂層側之面、熱融著性樹脂層側之面之哪一側需要為金屬箔露出部，會因內容物或外裝體之型態而有所差異。因此，本發明之層壓外裝材之條件，係於耐熱性樹脂層及熱融著性樹脂層之中之至少一邊具有易剝離部，且具有易剝離部之面之樹脂層藉由保護層覆蓋者。此外，一邊之樹脂層所形成之易剝離部之數量及位置皆任意，且不限定形狀或尺寸。此外，只要耐熱性樹脂層側之面或熱融著性樹脂層側之面之其中一邊，任一者具有上述之保護層及易剝離部，則不考慮其他
邊之面之型態，亦不考慮金屬箔露出部之有無。此外，其他邊之面具有易剝離部而不具保護層之型態亦可。
前述保護層及易剝離部係可於任意時容易地去除。因此，於外裝體加工層壓外裝材之步驟，或使用外裝體之包裝體中，在需要金屬箔露出部時，連同保護層去除易剝離部即可。覆蓋樹脂層之保護層可保護樹脂層，且防止成為金屬箔露出部之部分之金屬箔之腐蝕或受損而作為保護層之功能。例如，藉由附著保護層之狀態下進行前述層壓外裝材之裁斷或壓紋加工，可防止樹脂層之傷害。此外，保護層防止從切取線之切縫之氣體及液體之侵入從而保護金屬箔。
又，本發明之層壓外裝材係亦含有具有壓紋部之層壓外裝材。蓄電裝置之外裝體係為了形成收納電池要素之電池要素室而具有壓紋部者，使電池要素室內設置之金屬箔露出部導通電池要素。因此，具有成為熱融著性樹脂層內側之壓紋部，於前述壓紋部之內側具有用於形成金屬箔露出部之易剝離部之層壓外裝材，其適用於作為蓄電裝置之外裝體材料。
(第一層壓外裝材之製造方法)
圖1A~1C之層壓外裝材1，即具有空隙之接著劑未塗佈部12a、14a之層壓外裝材1，例如藉由以下之方法製作。
(1)於金屬箔11之第一面塗佈成為第一接著劑層12之接著劑。此時，使用於表面具有凹凸之凹版輥或遮蔽等形成未被塗佈之接著劑未塗佈部12a並塗佈接著劑後，貼合金屬箔11及耐熱性樹脂層13並老化處理。
接著劑之塗布方法除滾筒塗布之外，有藉由噴墨方式吹附接著劑漸漸形成未塗布部之塗布方法。然而，製作長尺寸之層壓外裝材時，可連續塗布之滾筒塗布為合適。
(2)於前述金屬箔11之第二面，藉由與上述相同手法，形成接著劑未塗布部14a之同時，塗布成為第二接著劑14之接著劑後，貼合金屬箔11及熱融著性樹脂層15並老化處理。
(3)沿著前述接著劑未塗布部12a、14a之周緣，於耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15形成切取線20並形成易剝離部21、23。前述切取線20、22係藉由湯姆森刀片或品尼高刀片等之工具、雷射切割機、熱刀等在耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15切割而形成。切取線20、22並無限定於貫通耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15之孔狀接線。其他切取線，可例示切割至樹脂層之厚度之途中之切口。前述切口可為一條之線，亦可為連續短的切口之點線。此外，易剝離部21、23即使完全切斷，若能藉由靜電等吸引金屬箔而留於層壓外裝材，其切斷線含在本發明之切取線中。
(4)於耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15貼上保護層101、102。貼合，係於保護層101、102塗布黏著劑而貼合，或利用樹脂本身具有之黏著性以熱滾筒加熱並熱融著。
(第二層壓外裝材之製造方法)
圖3之層壓外裝材3例如可藉由以下方法製作。
(1)金屬箔11之第一面之所需位置配置遮蔽材26，塗布成為第一接著劑層12之接著劑，貼合耐熱性樹脂層13並老化處理。
(2)於前述金屬箔11之第二面，藉由與上述同樣手法，配置遮蔽材26，藉由第二接著劑層14貼合熱融著性樹脂層15並老化處理。
(3)於前述耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15之遮蔽材26正上方部分，藉由上述手法形成切取線20、22並形成易剝離部21、23。
(4)於耐熱性樹脂層13及熱融著性樹脂層15，以上述手法貼上保護層101、102。
本發明之層壓外裝材之製造方法並無限定於上述方法，兩面之貼合順序亦無限定。此外，亦無限定於貼合後形成切取線，先於貼合前之樹脂層形成切取線，藉由形成切取線之樹脂層與金屬箔貼合亦能製作本發明之層壓外裝材。
圖5及圖6表示以前述層壓外裝材1製作外裝體之2種類之蓄電裝置4、5。此等之蓄電裝置3、4係不具接片之裝置，其利用層壓外裝材1之金屬箔11作為電導通部或電極體之集電體進行電交換。又，此等之蓄電裝置4、5之外裝體亦可使用圖3之層壓外裝材3製作。
圖5及圖6省略層壓外裝材1之第一接著劑12及第二接著劑層14之圖式。
(第1蓄電裝置)
圖5之蓄電裝置4，外裝體30為具有凹部之本體40及覆蓋該本體40之平面蓋體50所構成，前述外裝體30內收納電極體7
0。前述本體40及蓋體50個別使用前述層壓外裝材1製作。
前述本體40，係藉由於平面片材之層壓外裝材1施予壓紋加工，成形為收納電極體70之電池要素室60之平面視長方形之凹部41，並形成從凹部41之4邊之開口緣向外幾乎水平延伸之凸緣42。前述凹部41之底壁之內側，亦即，於熱融著性樹脂層15側之面形成露出金屬箔11之第一內側導通部43。此外，4邊之凸緣42之其中之一個之外面，即為於耐熱性樹脂層13設置用於形成第一外側導通部44之易剝離部21。前述耐熱性樹脂層13側之面係仍附著保護層101。
前述蓋體50與本體40之平面尺寸為同尺寸，組裝時電池要素室60內前述第一內側導通部43對面之位置，即為於熱融著性樹脂層15側之面形成露出金屬箔11之第二內側導通部51。此外，於前述蓋體50之外面之耐熱性樹脂層13側之面設置用於形成第二外側導通部52之易剝離部21。前述耐熱性樹脂層13側之面係仍附著保護層101。
電極體70，係於金屬箔構成之正極集電體塗工正極活性物質之正極箔71及於金屬箔構成之負極集電體塗工負極活性物質之負極箔72之間配置隔板73，捲轉並積層之積層體。前述電極體70、正極箔71、負極箔72、隔板73係個別對應本發明之電池要素、正極要素、負極要素、隔板。
前述蓄電裝置4，係通過：前述本體40之第一內側導通部43介由導電性黏合劑74接續電池要素70之正極箔71之端部，且蓋體50之第二內側導通部51介由導電性黏合劑74接續負極箔72之端
部，注入電解質，熱密封電池要素室60之周圍而形成熱密封部61製作而成。
前述蓄電裝置4，係藉由：剝去本體40之保護層101並去除易剝離部21，形成露出金屬箔11之第一外側導通部44；藉由剝去蓋體50之保護層102並去除易剝離部，形成露出金屬箔11之第二外側導通部52。前述第一外側導通部44及第二外側導通部52係圖2所示之金屬箔露出部24。
前述蓄電裝置4，係電池要素室60內正極箔71藉由第一內側導通部43導通本體40之金屬箔11，於外裝體30之外面藉由第一外側導通部44得到與外部之導通。相同地，電池要素室60內負極箔72藉由第二內側導通部51導通蓋體50之金屬箔11，於外裝體30之外面藉由第二外側導通部52得到與外部之導通。接著，前述蓄電裝置4係透過外裝體30之外面設置之第一外側導通部44及第二外側導通部52進行電交換。
前述本體40之第一內側導通部43係藉由層壓外裝材1之熱融著性樹脂層15側之保護層102連同易剝離部23去除而形成之金屬箔露出部25(參照圖2)。前述本體40，係於平面片材之層壓外裝材1施予壓紋加工而形成凹部41，裁剪並調整凸緣42之尺寸製作。前述第一內側導通部43在塗工導電性黏合劑74時才為必要，而凹部41之成形或裁剪之步驟無露出金屬箔11之必要。因此，保護層102及易剝離部23在導電性黏合劑74塗工之前去除即可，凹部41之成形或裁剪之步驟係不去除保護層102及易剝離部23而藉由留存以保護熱融著
性樹脂層15及第一內側導通部43。另一方面，第一外側導通部44在通電時才為必要，無論凹部41之成形或裁剪之步驟、電池要素70之裝填時、本體40及蓋體50之組裝時、熱密封部61之形成時亦不需露出金屬箔11。因此，保護層101及易剝離部21在通電之前去除即可，在此之前保護層101覆蓋耐熱性樹脂層13而保護耐熱性樹脂層13及第一外側導通部44。又，因熱密封時之加熱，保護層101之接著力上升而變得難以剝離時，剝離加熱部分之保護層。
前述蓋體50為相同，第二內側導通部51於導電性黏合劑74之塗工前藉由留存保護層102及易剝離部23以保護熱融著性樹脂層15及第二內側導通部51，且耐熱性樹脂層13及第二外側導通部52在通電前藉由留存保護層101及易剝離部21以保護耐熱性樹脂層13及第二外側導通部52。
(第2蓄電裝置)
圖6之蓄電裝置5，係以平面的2片之層壓外裝材1構成外裝體31，且利用個別之金屬箔11作為正極集電體及負極集電體，於熱融著性樹脂層15側之金屬露出部25塗工活性物質之薄型裝置。
2片之層壓外裝材1係熱熔性樹脂層15互相面對而配置。圖面中於上側配置之層壓外裝材1之金屬露出部25作為第一內側導通部80，於該第一內側導通部80形成正極活性物質部76。此外，耐熱性樹脂層13側之面之一邊附近設置用於形成第一外側導通部81(金屬箔露出部24)之易剝離部21，前述耐熱性樹脂層13以保護層101覆蓋。另一方面，圖面中下側配置之層壓外裝材1之金屬露出部25作
為第二內側導通部82，於該第二內側導通部82形成負極活性物質部77。此外，耐熱性樹脂層13側之面之前述第一外側導通部81之對面邊之端部附近設置用於形成第二外側導通部83(金屬箔露出部24)之易剝離部21，前述耐熱性樹脂層13以保護層101覆蓋。
前述蓄電裝置5，係藉由上述之2片之層壓外裝材1之正極活性物質部76及負極活性物質部77夾住隔板73，藉由連同電解質以熱融著性樹脂層15熱密封製作而成。圖6中63表示熱密封部。前述正極活性物質部76及前述負極活性物質部77對應本發明之正極要素及負極要素，前述正極活性物質部76、負極活性物質部77及隔板73對應電池要素75。此外，前述電極要素75所存在之空間為電池要素室62。
前述蓄電裝置5係外裝體31之外面，第一外側導通部81及第二外側導通部83進行電交換。
由於前述第一內側導通部80及第二內側導通部82在塗工正極活性物質部76及負極活性物質部77前不須露出金屬箔11，保護層102及易剝離部23以附著之狀態裁斷層壓外裝材1為所規定尺寸，於塗工前去除保護層102及易剝離部23。另一方面，第一外側導通部81及第二外側導通部83在通電時為必要，組裝時亦無露出金屬箔11之必要。因此，保護層101及易剝離部21在通電之前去除即可，在此之前保護層101及易剝離部21係覆蓋金屬箔11而保護金屬箔11。
藉由以上，完成之蓄電裝置4、5中，面向電池要素室60、62內之熱融著性樹脂層15側之保護層101及易剝離部23被去除，
而外裝材30、31之外面之耐熱性樹脂層13側之保護層101及易剝離部21未去除而殘存。
本發明之層壓外裝材之用途並無限定於蓄電裝置之外裝體，且蓄電裝置不限定於圖5及圖6所示之型態。設置易剝離部之面、位置或數量因層壓外裝材之用途而有所差異，本發明之層壓外裝材係耐熱性樹脂層及熱融著性樹脂層之中至少一邊設置易剝離部且其樹脂層以保護層覆蓋為要件。此外，亦不限定於蓄電裝置之外裝體之外面之導通部設置於耐熱性樹脂層側之面。由於2片之層壓外裝材之端部錯開重疊而熱融著性樹脂層於外裝體之外面露出，於熱融著性樹脂層側之面可設置外側導通部。另一方面，面向電池要素室內之內側導通部必須設置於熱融著性樹脂層側之面。因此，使用無接片之蓄電裝置之外裝體之層壓外裝材，於耐熱性樹脂層側之面及熱融著性樹脂層側之面之兩者設置易剝離部，或於熱融著性樹脂側之面設置複數之易剝離部就成為條件，至少於熱融著性樹脂層側具有易剝離部及保護層。附有接片之蓄電裝置之外裝體係於熱融著性樹脂層側不設置金屬露出部，而藉由於耐熱性樹脂層側設置金屬露出部，該金屬露出部可利用於漏電檢查。
本發明之層壓外裝材，亦可作為蓄電裝置之外裝體以外之食品或液體之包裝材料使用。金屬箔露出部之位置、數量、尺寸並無限定，可因應層壓外裝材之用途而任意地設定。圖示例之層壓外裝材1係於金屬箔11之兩面形成金屬箔露出部21、23，亦不限定於兩面形成金屬箔露出部21、23，只有一邊之面形成亦可。作為食品或液體之包裝材料之層壓外裝材之用途之一例可例舉食品容器。食品容器用層壓外裝材，於
容器之外面之耐熱性樹脂層側之面及內面之熱融著性樹脂層側之面兩者皆形成金屬箔露出部，該金屬箔露出部接觸發熱體，介由內容物進行焦耳熱之加熱，可製作此等可能的食品容器。
本發明並非限定層壓外裝材及蓄電裝置之材料，可例舉以下材料作為較佳之材料。
(金屬箔)
前述金屬箔11係蓄電裝置之導通部，且扮演賦予阻止於層壓外裝材氧氣、電解質反應產生之氣體或水分之侵入之氣體屏障性之角色。使用導電性良好之金屬箔，可例舉例如，鋁箔、銅箔、鎳箔、不銹鋼箔，或者此等之包覆箔、此等之退火箔或未退火箔等。此外，以鎳、錫、銅、鉻等之導電性金屬電鍍之金屬箔，例如使用電鍍之鋁箔為佳。此外，前述金屬箔11之厚度在7~150μm為佳。
此外，前述金屬箔上形成化成皮膜為佳。前述化成皮膜，係藉由於金屬箔之表面施予化成處理所形成之皮膜，藉由施予此種化成處理，可充分防止因電解液所導致之金屬箔表面之腐蝕。例如，藉由進行如下之處理，於金屬箔施予化成處理。亦即，例如，於脫脂處理過之金屬之表面，藉由塗工下述1)~3)之中任一者之水溶液後、乾燥，施加化成處理：
1)含有磷酸、鉻酸、及選自氟化物之金屬鹽及氟化物之非金屬鹽所成群中至少1種之化合物
的混合物之水溶液
2)含有磷酸、選自丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂及苯酚系樹脂所成群中至少1種之樹脂、及選自鉻酸及鉻(III)鹽所成群中至少1種之化合物的混合物之水溶液。
3)含有磷酸、選自丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂及苯酚系樹脂所成群中至少1種之樹脂、選自鉻酸及鉻(III)鹽所成群中至少1種之化合物、及選自氟化物之金屬鹽及氟化物之非金屬鹽所成群中至少1種之化合物的混合物之水溶液
前述化成皮膜，鉻附著量(每單面)在0．1mg/m2~50mg/m2為佳，2mg/m2~20mg/m2為特佳。
(耐熱性樹脂層)
構成耐熱性樹脂層13之耐熱性樹脂，使用在熱密封時之熱密封溫度不熔融之耐熱性樹脂。前述耐熱性樹脂，使用具有比構成前述熱融著性樹脂層15之熱融著性樹脂高10℃以上熔點之耐熱性樹脂為佳，使用比熱融著性樹脂之熔點高20℃以上熔點之耐熱性樹脂為特佳。例如，使用延伸聚醯胺薄膜(延伸尼龍薄膜等)或延伸聚酯薄膜為佳。其中，使用二軸延伸聚醯胺薄膜(二軸延伸尼龍薄膜等)、二軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)薄膜、二軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜或
二軸延伸聚萘二甲酸乙二酯(PEN)薄膜為特佳。又，前述耐熱性樹脂層13亦可形成為單層，或者，亦可形成為延伸聚酯薄膜/延伸聚醯胺薄膜所構成之複層(延伸PET薄膜/延伸尼龍薄膜所構成之複層等)。前述耐熱性樹脂層之厚度在20μm~100μm為佳。
此外，貼合前述耐熱性樹脂層13之構成第一接著劑層12之接著劑，使用選自聚酯胺甲酸酯系接著劑及聚醚胺甲酸酯系接著劑所成群中至少1種之接著劑為佳。前述第一接著劑層12之厚度，設定於0．5μm~5μm為佳。
(熱融著性樹脂層)
構成熱融著性樹脂層15之熱融著性樹脂，係藉由選自聚乙烯、聚丙烯、烯烴系共聚合物、此等之酸變性物及離聚物所成群中至少1種之熱融著性樹脂所構成之未延伸薄膜之構成為佳。前述熱融著性樹脂層15、25之厚度設定於20μm~150μm為佳。
此外，貼合熱融著性樹脂層15之構成第二接著劑層14之接著劑，係藉由烯烴系接著劑形成之層為佳。使用2液硬化型之烯烴系接著劑時，可充分防止因電解液之膨潤而接著性降低。前述第二接著劑層14之厚度，設定於0．5μm~5μm為佳。
(保護層)
保護層101、102，可使用聚烯烴薄膜、聚酯薄膜等，其厚度在20μm~150μm之範圍為佳。保護層101、102，使用與構成熱融著性樹脂層15之樹脂之熔點相同程度或其以上之樹脂為佳，若為熔點高10℃以上之樹脂為更佳。藉由使用熔點高之樹脂，可避免熱
密封時保護層101、102融著於耐熱性樹脂層13而變得難以剝離之不便情形。此外，於樹脂層貼合之黏著劑可使用胺甲酸酯系、丙烯酸系、矽氧樹脂系等之黏著劑。
(遮蔽材)
遮蔽材26使用對於金屬箔11無接著性或者接著性極低之材料。例如，可適當使用浸漬或塗佈矽氧樹脂系等之剝離劑之紙或樹脂薄膜等片材。
(電池要素)
電極體70之正極用集電體及負極用集電體與上述金屬箔11一致。
正極活性物質部76，例如，以PVDF(聚偏二氟乙烯)、偏二氟乙烯及羥基、羧基、羰基、環氧基、具有此等單體之共聚合物、PTFE(聚四氟乙烯)、SBR(丁苯橡膠)、苯乙烯及丙烯酸之共聚合物、PAN(聚丙烯腈)、殼聚醣等之多醣體、CMC(羧甲基纖維素鈉鹽等)之多醣類衍生物等之黏合劑、及添加正極活性物質(例如，含有鋰，進一步含有選自鈷、鎳、錳、鋁所成群中至少一種金屬之具有層狀岩鹽型之結晶構造之金屬氧化物；或者含有鋰，進一步含有選自鐵、錳所成群中至少一種金屬之具有橄欖石型之結晶構造之金屬氧化物；或者含有鋰，進一步含有選自錳、鎳所成群中至少一種金屬之具有尖晶石型之結晶構造之金屬氧化物等)之混合組成物等所形成。前述正極活性物質部76之厚度係設定於2μm~300μm為佳。進一步，前述正極活性物質部76，亦可含有乙炔碳黑、爐碳黑、灶黑等之碳黑、石墨微粒子、CNT(奈米碳管)
等之導電輔助劑。
負極活性物質部77，例如，於PVDF(聚偏二氟乙烯)、偏二氟乙烯及羥基、羧基、羰基、環氧基、具有此等單體之共聚合物、PTFE(聚四氟乙烯)、SBR(丁苯橡膠)、苯乙烯及丙烯酸之共聚合物、PAN(聚丙烯腈)、殼聚醣等之多醣體、CMC(羧甲基纖維素鈉鹽等)之多醣類衍生物等之黏合劑、添加添加物(例如，含有石墨、易石墨化性碳、難石墨化性碳、鈦酸鋰、矽、錫等之可與鋰合金化之元素之金屬等)之混合組成物等所形成。前述負極活性物質部77之厚度係設定於1μm~300μm為佳。進一步，前述負極活性物質部77，亦可含有乙炔碳黑、爐碳黑、灶黑等之碳黑、石墨微粒子、CNT(奈米碳管)等之導電輔助劑。
此外，於前述電極體70之正極用集電體塗工之正極活性物質及於負極用集電體塗工之負極活性物質與上述之正極活性物質部76及負極活性物質部77一致。
此外，為了降低集電體及活性物質部之接觸電阻，亦可於集電體及活性物質部之間設置內塗層。設置內塗層時，並無特別限定內塗層，例如，為了提升導電性，於PVDF(聚偏二氟乙烯)、SBR(丁苯橡膠)、苯乙烯及丙烯酸之共聚合物、PAN(聚丙烯腈)、殼聚醣等之多醣體、CMC(羧甲基纖維素鈉鹽等)之多醣類衍生物等之黏合劑添加碳黑、CNT(奈米碳管)等之導電輔助劑之混合物為佳。配置時，厚度設定於0．01μm~10μm為佳。此外，用於將電極體70接合於第一內側導通部43及第二內側導通部41之導電性黏合劑74(參照圖5)之組成與
前述內塗層之組成一致。
隔板73，可例舉聚乙烯製隔板、聚丙烯製隔板、聚乙烯薄膜及聚丙烯薄膜所構成之複層薄膜所形成之隔板、或於該樹脂製隔板塗佈陶瓷等之耐熱無機物之濕式或乾式之多孔質薄膜所構成之隔板等。前述隔板73之厚度，設定於5μm~50μm為佳。
電解質，較佳可使用從六氟磷酸鋰、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰、雙(氟磺醯基)醯亞胺鋰等之鋰鹽選擇之鹽，溶解於碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、γ丁內酯等之有機溶劑之單獨或混合之物。
本申請案，係伴隨著在2015年10月2日提出申請的日本專利申請案的特願2015-196372號的優先權主張，其揭示內容直接構成本申請案的一部分。
在此所使用的用語及說明，係用以說明本發明的實施形態所使用，但本發明並不限定於此。在本發明所揭示且敘述的特徵事項的任何均等物皆不應被排除，且在本發明所請求的範圍內的各種變形亦應被理解為係可被接受的。
本發明之層壓外裝材，可適合用於去除樹脂層之一部份露出金屬箔之外裝體材料。
1‧‧‧層壓外裝材
11‧‧‧金屬箔
12‧‧‧第一接著劑層
12a‧‧‧接著劑未塗佈部
13‧‧‧耐熱性樹脂層
14‧‧‧第二接著劑層
15‧‧‧熱融著性樹脂層
20、22‧‧‧切取線
21、23‧‧‧易剝離部
101‧‧‧保護層
102‧‧‧保護層
Claims (6)
- 一種層壓外裝材，其特徵係，金屬箔之第一面介由第一接著劑層與耐熱樹脂層貼合，第二面介由第二接著劑與熱融著性樹脂層貼合，前述耐熱性樹脂層及熱融著性樹脂層之中至少一者設有切割該樹脂層所形成之切取線所圍繞之易剝離部，進一步，以保護層被覆具有前述易剝離部之樹脂層；且前述保護層與樹脂層之接著力f3、及前述易剝離部以外之樹脂層與金屬箔之接著力f2，係滿足f2>f3之關係；f2、f3、及前述易剝離部與金屬箔之接著力f1，係滿足f2>f3>f1之關係。
- 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材，其中，具有前述易剝離部之樹脂層與金屬箔之間之接著劑層中，於前述易剝離部之正下方係設置未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部。
- 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材，其中，前述金屬箔之具有前述易剝離部之樹脂層側之面中，前述易剝離部之正下方係配置有遮蔽材，且該遮蔽材上形成接著劑層。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載之層壓外裝材，其中，至少於熱融著性樹脂層側之面具有易剝離部及保護層。
- 如申請專利範圍第4項所記載之層壓外裝材，其中，具有前述熱融著性樹脂層作為內側之壓紋部，且於前述壓紋部之內部具有易剝離部。
- 一種蓄電裝置，其特徵係具備：電池要素，具有正極要素、負極要素、及配置於此等間之隔板；及 外裝體，係金屬箔之第一面貼合耐熱性樹脂層且第二面貼合熱融著性樹脂層之2個層壓外裝材以熱融著性樹脂層為內側相對，此等之間收納前述電池要素之電池要素室為藉由前述熱融著性樹脂層融著而密封所形成；且前述層壓外裝材，係如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載之層壓外裝材面向，並將面向電池要素室內之熱融著性樹脂層側之保護層及易剝離部去除，而設置於外裝體外面之保護層及易剝離部未去除並殘存之外裝材；前述電池要素室內中，個別之層壓外裝材之金屬箔與正極要素及負極要素導通。
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